Einzigartiger Weltraumsimulator 10.07.2013, 11:17 Uhr

Rundum-Check für Astronauten und Weltraumtouristen in neuem DLR-Labor Envihab

Eine weltweit einzigartige Forschungsanlage namens Envihab hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Köln am Rhein eröffnet. Dort werden künstliche Schwerkraft, Stress und eine kontrollierte Umwelt simuliert. Nicht nur Astronauten auch an einem Urlaub im All interessierte Menschen können dort testen, ob sie für einen Aufenthalt im Weltraum geeignet sind.

Eine Humanzentrifuge im DLR-Forschungslabor Envihab ermöglicht es, die Wirkung erhöhter Schwerkraft zu erforschen. 

Eine Humanzentrifuge im DLR-Forschungslabor Envihab ermöglicht es, die Wirkung erhöhter Schwerkraft zu erforschen. 

Foto: DLR

Envihab, entstanden aus den englischen Worten Environment und Habitat, verfügt über riesige Labore, die es ermöglichen die verschiedensten Untersuchungen zur Vorbereitung auf eine Reise ins Weltall durchzuführen. Der Bau dieses Komplexes kostete 30 Millionen Euro und ist mit modernster Technik ausgestattet.

„Mögliche Nutzer unserer Anlage sind auch internationale Raumfahrtagenturen oder Universitäten“, sagt der Leiter des DLR-Instituts für Luft- und Raumfahrtmedizin Professor Rupert Gerzer. Aber auch künftige Kampfpiloten können auf der insgesamt 3500 Quadratmeter großen Anlage in acht Modulen an  Untersuchungen teilnehmen, um verschiedene Situationen zu testen. „In dieser Kombination und mit diesen Möglichkeiten ist das Envihab weltweit einzigartig“, betont Gerzer. Neben den Astronauten haben die Wissenschaftler speziell auch die Menschen auf der Erde im Blick. „Was den Astronauten leistungsfähig erhält, hilft auch dem Patienten am Boden – und umgekehrt“, so Gerzer.

Sechsfache Erdanziehungskraft zerrt an Testperson

In völliger Dunkelheit und unter Bedingungen wie es sie sonst nur in 5500 Metern Höhe gibt, finden Untersuchungen in der Schwerelosigkeit statt. Bei einer Zentrifugenfahrt sind die Testpersonen der sechsfachen Erdanziehungskraft ausgesetzt. Ein Notaus-Knopf ermöglicht den Probanden, sich jederzeit der Situation zu entziehen, wenn sie mit den Belastungen nicht mehr zurechtkommen.

Die Forschungsanlage Envihab: Hier sind unter anderem eine Zentrifuge, ein Schlaflabor, ein MRT-Gerät sowie eine Druckkammer untergebracht.

Die Forschungsanlage Envihab: Hier sind unter anderem eine Zentrifuge, ein Schlaflabor, ein MRT-Gerät sowie eine Druckkammer untergebracht.

Foto: DLR

Einzelne Teilnehmer können während der Untersuchung aber auch mittels Liegeschlitten näher zur Drehachse geschoben werden, so dass die Untersuchungen nicht komplett gestoppt werden müssen. Die Wissenschaftler wollen auf diese Weise herausfinden, ob mithilfe der Zentrifuge Veränderungen am Körper wie Muskelschwund, die der Aufenthalt in Schwerelosigkeit mit sich bringt, entgegengewirkt werden kann. Mehrere Kameras helfen dabei, die Bewegungsabläufe zu beobachten. Noch nie da gewesen und weltweit einmalig ist es möglich, dabei das Herz der Testperson zu beobachten. Dafür steuert ein Roboterarm ein Ultraschallgerät über den Probanden. 

Unterdruckkammer für Mensch und Technik

Ob und welche Auswirkungen der Unterdruck auf die Hirnströme hat, wird an Probanden in der Unterdruckkammer studiert. Dafür werden Sensoren an deren Köpfen befestigt. Aufgrund der Größe dieser  Unterdruckkammer können sogar Teilsysteme von Flugzeugen unter realistischen Bedingungen getestet werden.

Im All möglicherweise auftretende Stresssituationen können in einem Psychologielabor getestet werden. Dafür werden die Probanden auf engstem Raum realistischen Situationen ausgesetzt. Beispielsweise müssen sie unter Stress simulieren, einen Shuttle an die Internationale Raumstation anzudocken.  Damit wollen die DLR-Forscher untersuchen, wie sich Stress auf die Beziehungen zwischen den Besatzungsmitgliedern und auf deren Arbeit auswirkt.

Vorbereitung im Schlaf- und Physiologielabor

Im Schlaf- und Physiologielabor werden Langzeitaufenthalte im Weltall simuliert. Unterschiedliche Bedingungen der Umgebung wie Temperatur, Lichthelligkeit und -farbe, Luftfeuchtigkeit, Sauerstoff- und Stickstoffgehalt werden je nach Studie variiert und die sich daraus ergebenden Auswirkungen auf die Physiologie untersucht. Die DLR-Forscher studieren genauestens die Veränderungen der Knochen und Muskeln, aber auch des Schlafverhaltens und des Biorhythmus. Dafür verbringen die Testpersonen mehrere Wochen oder Monate völlig isoliert und dauerhaft in leicht geneigter Lage im Schlaf- und Physiologielabor.

Eine Klappe in der Wand ermöglicht den Forschern, zur Analyse über ein Kathetersystem den Testpersonen jederzeit Blut abzunehmen.

Positronen- Emissions- und MRT-Geräte

Wo lagert der Mensch Natrium ein und wie hoch sind Wasser- und Fettgehalt im Körper. Dies sowie die Körperdurchblutung kann in den Laboren mit Positronen- Emissions- und Magnetresonanztherapie-Geräten untersucht werden, die gleich neben dem Schlaflabor und der Zentrifuge liegen. „Der kurze Weg von Probandenzimmer bis zum MRT garantiert, dass sich während des Transports die gewählten Umweltbedingungen und auch die Lage des Probanden nicht ändern“, erklärt Gerzer.

Zahlreiche Messgeräte im Präventions- und Rehabilitationslabor erlauben zudem eine Untersuchung des Herz-Kreislauf-Systems sowie des menschlichen Bewegungsapparates, um die Auswirkungen der atmosphärischen Bedingungen auf den Körper zu erkunden.

Check für Astronauten nach der Rückkehr aus dem All

Europäische Astronauten sollen in den riesigen Envilab-Labors künftig nach der Rückkehr aus dem Weltall durchgecheckt werden. Und vor ihrer Mission im Astronautenzentrum trainieren. Der Laborkomplex kann aber auch von internationalen Raumfahrtagenturen genutzt werden. Gebaut wurde die Forschungsanlage von der privaten amerikanischen Firma XCOR Aerospace aus Kalifornien.

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